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1. 钠长石与钾长石相比，钠长石的熔融温度范围 ，高温粘度 ，高温下对石英和粘土的溶解速度 。 2. 普通陶瓷坯釉料化学组成常见的八种氧化物是 、 、 、 、 、 、和 ，灼减量是指 。

1. 钠长石与钾长石相比，钠长石的熔融温度范围 ，高温粘度 ，高温下对石英和粘土的溶解速度 。 2. 普通陶瓷坯釉料化学组成常见的八种氧化物是 、 、 、 、 、 、和 ，灼减量是指 。 3. 普通陶瓷生产主要原料，高岭石、钾长石和石英的理论化学式分别是 、 和 。 4. 长石是陶瓷生产常用的 性原料，天然长石矿物通常为 和 的互熔物。坯料中引入长石的目的是 。 5. 坯式的表达式 , 釉式 。. 本章的内容： 1. 掌握坯料组成的表示方法； 2. 了解各种瓷质、精陶坯料的组成； 3. 配料的依据； 4. 掌握配料计算的基本思路。. 第二章 坯体组成的确定.

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1. 钠长石与钾长石相比，钠长石的熔融温度范围 ，高温粘度 ，高温下对石英和粘土的溶解速度 。 2. 普通陶瓷坯釉料化学组成常见的八种氧化物是 、 、 、 、 、 、和 ，灼减量是指 。

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  1. 1.钠长石与钾长石相比，钠长石的熔融温度范围，高温粘度，高温下对石英和粘土的溶解速度。1.钠长石与钾长石相比，钠长石的熔融温度范围，高温粘度，高温下对石英和粘土的溶解速度。 • 2.普通陶瓷坯釉料化学组成常见的八种氧化物是、、、 、 、、和，灼减量是指。 • 3.普通陶瓷生产主要原料，高岭石、钾长石和石英的理论化学式分别是、和。 • 4.长石是陶瓷生产常用的性原料，天然长石矿物通常为 和的互熔物。坯料中引入长石的目的是。 • 5.坯式的表达式,釉式 。

  2. 本章的内容： 1.掌握坯料组成的表示方法； 2.了解各种瓷质、精陶坯料的组成； 3.配料的依据； 4.掌握配料计算的基本思路。 第二章 坯体组成的确定

  3. 第一节 坯料组成的表示方法 一、原料重量百分比表示法（配料比表示法） 二、矿物组成表示法 三、化学组成表示法 四、实验式表示法

  4. 一、配料比表示法 属最常见方法，直接列出每种原料的百分比。 某刚玉瓷配方： 工业氧化铝：95.0％ 苏州高岭土：2.0％ 海城滑石： 3.0％ 优点：具体反映原料的名称和数量，便于直接进行生产和试验。 缺点：各工厂所用及各地所产原料成分和性质不相同；或即使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须作相应变更；无法进行相互比较和直接引用。

  5. 把天然原料中所含的同类矿物含量合并在一起用粘土、石英、长石三种矿物的重量百分比表示坯体的组成。 依据：同类型的矿物在坏料中所起的主要作用基本上是相同的。 优点：用此法进行配料计算时比较方便。 缺点：矿物种类很多，性质有所差异。它们在坯料中的作用也有差别。因此用此方法只能粗略的反映一些情况。 二、矿物组成（示性组成）表示法

  6. 方法：根据化学全分析的结果，用各种氧化物及灼烧减量的重量百分比反映坯和釉料的成分。 例某日用瓷坯（%）： SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O IL 66.88 21.63 0.47 0.61 0.37 2.94 1.60 5.47 优点：利用这些数据可以初步判断坯、釉的一些基本性质；用原料的化学组成可以计算出符合既定组成的配方。 缺点：原料和产品中这些氧化物不是单独和孤立存在的，它们之间的关系和反应情况比较复杂。因此此方法有局限性 。 三、化学组成表示法

  7. ﹡四、实验式表示法 • 按照碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列 出它们的摩尔数来表示坯料或釉料的组成。 • 坯式通常以中性氧化物R2O3为基准，令其摩尔数为1，釉式通常以碱性氧化物R2O和RO的摩尔数之和为基准，令其为1 。

  8. 碱性氧化物(R2O、RO)主要有：K2O、Na2O 、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO、SrO等 • 中性氧化物(R2O3)主要有：Al2O3、Fe2O3、B2O3等 • 酸性氧化物(RO2)主要有:SiO2、TiO2、ZrO2、P2O5等

  9. 五、分子式表示法 电子工业用的陶瓷常用, 如最简单锆－钛－铅固溶体的分子式： Pb(ZrXTi1-x)O3表示——PbTiO3中的Ti有x％被Zr取代 陶瓷中常掺和一些改性物质。它们的数量用重量百分数或分子百分数表示。如： Pb0.920Mg0.040 Sr0.025Ba0.015·（Zr0.53Ti0.47）O3+0.5wt％CeO2+0.225wt%MnO2 表示——Pb（Zr0.53 Ti0.47）O3中的Pb有4％分子被Mg取代，2.5％分子被Sr取代，1.5％被Ba取代；PbTiO3中的Ti有53％分子被Zr取代。CeO和MnO2为外加改性物质。

  10. 第二节 坯料的主要类型 • 瓷器：坯体充分烧结，吸水率低，制品可有釉或无釉。如：日用瓷、卫生洁具、玻化砖 • 炻器：烧结程度较瓷质坯体差，吸水率较高，除部分无釉制品外，大部分制品表面施一层颜色釉或乳浊釉。如：卫生洁具 • 陶器：多孔坯体，烧成收缩小，容易保证制品形状正确、尺寸准确。坯体吸水率高，易于施工时水泥砂浆铺贴，制品表面施低温陶釉以保证不吸水和易清洁。如：釉面砖、日用精陶

  11. 一、精陶坯体的组成 • 日 用 精 陶 • 如餐具、茶具、酒具等。粘土为主、长石作熔剂体系，即长石质和长石—石灰质。 • 按化学组成分为两类：Al2O3含量在25～30%的坯料属高铝系统，SiO2一般低于65%，其特点：烧成范围较宽、热膨胀系数较低、吸湿膨胀值不大，坯釉中间层偏薄、但坯釉结合仍牢固。 Al2O3含量低于23%， SiO2高于65%，属于高硅系统，烧成范围较窄、热膨胀系数较大、坯釉中间层较厚。 • 坯式：R2O+RO ·(5.5～8)Al2O3·(26～35)SiO2 • 配方：粘土50～60%，石英30～45%，长石6～12%，或再外加2～4%的滑石或石灰石。

  12. 建 筑 精 陶

  13. 二、瓷器坯体的组成 国际上习惯将粘土质瓷器分为硬瓷与软瓷两类。 硬瓷：（0.18～0.30）RO•1Al2O3• (3.5～4.8)SiO2,烧成温度高（1320℃以上），烧后瓷胎中莫来石含量高，硬度高 软瓷：（0.3～0.45）RO•1Al2O3• (4.8～6)SiO2，熔剂数量多，成瓷温度低（1250～1350℃），烧后瓷中玻璃相含量多，透光度好。 我国生产的日用瓷按熔剂的种类 分为下列4种类型：

  14. （一）长石质瓷 以长石作助熔剂的“长石—石英—高岭土”三组分系统瓷 原料：长石20～30%、石英25～35%、粘土40～50% 化学组成： SiO2 65～75% Al2O3 19～25% R2O+RO 4～6.5%(其中KNaO≮2.5) 烧成温度：1350℃ 显微组成：玻璃相 50～60% 、莫来石10～20% 、残余石英8～12、 半安定方石英6～10% 特点：瓷质洁白，薄层呈半透明，断面呈贝壳状，不透气，吸水率很低，瓷质坚硬，机械强度高，化学稳定性好。

  15. 成瓷基础：K2O-Al2O3-SiO2三元系统相图

  16. 化学组成： SiO2 65～75% Al2O3 19～25% R2O+RO 4～6.5%(其中KNaO≮2.5) (R20十RO)·(1.9～4.5)Al2O3·(12～20)SiO2 1300℃ (R20十RO)·(4～6)Al2O3·(20.5～27.5)SiO2 1400℃ 其中Al2O3/SiO2 =1:5左右， Al2O3不低于2mol

  17. 各氧化物成分之间关系

  18. (R20十RO)·(1.9～4.5)Al2O3·(12～20)SiO2 1300℃ (R20十RO)·(4～6)Al2O3·(20.5～27.5)SiO2 1400℃ 其中Al2O3/SiO2 =1:5左右， Al2O3不低于2mol

  19. 长石 20～30% 粘土 40～50% 石英 25～35% • 示性矿物组成：指在能够成瓷的前提下，理论上的长石、石英、高岭土的配合比例。

  20. 实际配方： • ① 粘土：应用高岭土或烧后呈白色的粘土，为提高成型性能，也可采用一定量的高可塑性粘土。如：用膨润土时，用量不超过5％。 • ② 在不需提高可塑性，但需增加Al2O3的量，可将部分粘土煅烧为熟料。用量一般小于10％。 • ③ 长石：长石中钠长石＜30％，钾钠比＞3。 • ④ 石英：用量不超过25～35％。

  21. 其它成分： • ⑤ 加入1～２％的滑石，引入MgO，扩大烧结范围。 • ⑥ 加入废瓷粉，不超过10%。 • ⑦ 铁、钛含量过高，加入少量磷酸盐，可适当降低坯体的烧成温度，提高瓷体的白度。或加入微量的CoO（氧化焰烧成时）可减少Fe、Ti的着色，形成视觉上的白。用量5/10000。 • ⑧ 加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。

  22. 各氧化物在瓷坯中的作用 • (1) Si02 一部分Si02与A1203在高温时生成莫来石晶体，莫来石晶体与残余石英一起形成瓷坯的骨架；一部分Si02则与碱性金属氧化物在高温下生成玻璃相，使制品具有半透明性。 Si02是瓷的主要组成，含量很高，它直接影响陶瓷的强度和其他性能。但含量不能过高，如果超过75％，陶瓷制品烧后的热稳定性变环，易出现炸裂现象。

  23. (2) A1203 瓷中的A1203也是瓷坯的主要组成，主要由长石和高岭土引入。 —部分存在于莫来石晶体中，另一部分溶解在熔体中以玻璃相的形式存在。 A1203的含量增加,可以提高陶瓷制品的物理化学性能和机械强度，提高白度和烧成温度。但它的含量过高．则会导致制品不易烧熟；含量过低，则又易使制品趋于变形或软塌。

  24. (3) K20和Na20 K20和Na20主要由长石引入，它们是成瓷的主要成分，起助熔剂作用，存在于玻璃相中提高透明度。一般K20、 Na20的含量在5％左右。若含量过高则会急剧地降低瓷的烧成温度与热稳定性。经研究发现，K20、Na20的作用有差异。在化学稳定性、弹性、热稳定性方面，K20的性能比较好，制品的烧成范围也比较宽，得到的瓷质音韵洪亮、铿锵有声，特别在南方瓷区，这一特性尤其明显。

  25. (4) 碱土金属氧化物(CaO、MgO等) —般情况下在瓷中的碱土金属氧化物含量较少，而且不是特别引入的。然而它们与碱金属氧化物共同起着助熔作用。引入一定量的CaO、MgO可以相应地提高瓷的热稳定性和机械强度，提高白度和透光度．改进瓷的色调，减弱铁、钛的不良影响。

  26. (5) 着色氧化物(Fe2O3、TiO2) 它们的含量在瓷中一般比较少，但它们对产品呈色的有害影响却特别大，可使瓷染上色调不好的色泽，影响其外观质量。值得注意的是一般要求白瓷坯料组成中的Fe2O3含量在1％以下，否则会使制品呈黄褐色或暗灰色(依烧成气氛而异)，还可能出现黑点或熔洞。而TiO2的含量控制在0.2％以下，否则将使制品发黄或阴暗。特别是当TiO2与Fe2O3同时存在时，将会严重影响制品的透明度。

  27. 三、炻器坯体的组成 • 炻器与陶器的区别：陶器坯体多孔，炻器坯体气孔率较低，烧成较致密；与瓷器的区别：瓷器从分烧结，几乎不吸水，而炻器气孔率较高，其坯体一般都带色且不像瓷器具有半透明性。 • 炻器的性能：高的机械强度、良好的耐酸性、热稳定性较瓷器好 • 分类 • 性能：粗炻器玻化程度较差、气孔率10%左右；细炻器物相组成与瓷器相似（玻璃相可达60%以上，石英和方石英约25%左右）、气孔率4%左右 • 用途：建筑炻器（如地砖、彩釉砖、卫生瓷）；日用炻器（缸器、餐具、茶具）；装饰炻器（屋内外陈设装饰品与花盆）

  28. 第三节 确定配方的依据 1. 根据产品的用途，理化性能要求，选择原料的配比。 2. 掌握所要用原料的化学成分和性能。 3. 配料应适应制造工艺，且能大规模的生产。 4. 应就地取材，矿源丰富，品位稳定，运输方便，成本低廉。

  29. 第四节 坯料配方的计算 一、基础计算 1.已知坯料化学组成，计算坯式 2.已知坯式，求化学组成（质量%） 3.示性矿物组成的计算 二、 配方计算 1.根据矿物组成计算配方 2.由化学组成计算配方 3.由实验式计算配方

  30. （一）、坯式的计算 1.已知坯料化学组成，计算坯式 例1 已知坯料的化学全分析如下表(%质量),试计算其坯式。 解：

  31. 2. 已知原料的配料量，计算坯式 作业1 .已知某厂坯料配方为：石英13%，长石22%，宽城土65%，滑石1%，各种原料的化学全分析如下表，试计算该坯料的化学组成（或实验式）。

  32. 例2 .求下列坯式的化学组成。 0.0875K2O 0.1224Na2O 0.9795Al2O3 0.0823CaO 0.0205Fe2O3 4.230SiO2 0.0317MgO 解： 2.已知坯式，求化学组成（质量%） 计算步骤：

  33. （二）、示性矿物组成的计算 • 1.用电子显微镜、X射线衍射仪等仪器分析方法得到可靠的结果； • 2.根据化学组成也可粗略的计算出材料的主要矿物组成。 例4：某粘土的化学全分析如下表（%质量） 试计算其矿物组成。

  34. ① 将原料中各种氧化物百分数以其分子量除之，得出各氧化物分子数。 ② 化学组成中的K2O、Na2O 、CaO各自与相当量的Al2O3、SiO2相结合，作为钾长石、钠长石和钙长石。由总的Al2O3、SiO2量减去长石中的Al2O3和SiO2量。若Na2O 含量比K2O少得多，则可以把二者的含量计算为钾长石。 ③ 剩下的Al2O3量作为高岭土成分，减去高岭土带进的SiO2量，剩下的SiO2量即是石英量。比较剩余的Al2O3和SiO2量，若Al2O3较多，则过多的Al2O3可当作水铝石Al2O3·H2O计算。

  35. ④ 若判断确有CO32-存在，则MgO可当作菱镁矿，CaO可计算为CaCO3，若不存在CO32-，则MgO可计算为（3MgO·4SiO2·H2O)或蛇纹石（3MgO·4SiO2·2H2O)形式计算。 ⑤ Fe2O3可看作赤铁矿（ Fe2O3）存在，若组成中的烧失（假定为水）减去高岭土及滑石等矿物中的结晶水后还有一定量，则可把Fe2O3计算为褐铁矿（ Fe2O3·3H2O)。

  36. ⑥ TiO2一般可由FeO与TiO2(FeO·TiO2)构成钛铁矿，故可自Fe2O3中取出FeO以计算钛铁矿的含量。所余TiO2可视为金红石。 ⑦ 制造精陶瓷产品所用的粘土类原料中所含Fe2O3、TiO2、CaO 、MgO等很少，可以不考虑它们所造成的矿物数量。 ⑧ 云母与钾长石，高岭土同时存在时，不能以此法计算。为实用计，可将云母中的K2O计算为钾长石，Al2O3计算为高岭土，多余的SiO2以石英计。

  37. 解：（1）求各氧化物的摩尔数

  38. 0.018 1.059 0.003 0.248 — 0.001 — 0.004 0.0030 — 0.004 — 0.48 0.024 1.035 0.004 0.244 — 0.001 — 0.004 0.004 0 — 0.48 0.008 1.027 0.004 0.240 — 0.001 0.004 0 — 0.48 0.48 0.547 0.240 0 — 0.001 0.48 0 0.5470 0.001 0 （2）计算其矿物组成 氧化物摩尔数 矿物摩尔数 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO K2O Na2O 灼减 1.077 0.251 0.001 0.004 0.003 0.004 0.48 0.003摩尔钾长石 剩 余 0.004摩尔钠长石 剩 余 0.004摩尔钙长石 剩 余 0.24摩尔数高岭石 剩 余 0.001摩尔赤铁矿 0.547摩尔石英 剩 余

  39. （3）各矿物的质量及质量百分比 （4）各种长石和铁矿物均作为熔剂，一并列为长石矿物。故得到粘土的矿物组成如下： 粘土质矿物 62% 长石质矿物 1.67%+2.11%+1.12%+0.16%=5.06% 石英质矿物 32.94%

  40. （三）、根据矿物组成计算配方 已知坯料矿物组成和原料（矿物组成或化学组成），计算各种原料的配料量。 例5：欲配成含粘土矿物55%，长石25%，石英20%的坯料，已知原料的示性分析如下表：

  41. 设配坯料100g，其中粘土矿物55g，长石25g，石英20g。设配坯料100g，其中粘土矿物55g，长石25g，石英20g。 确定40%粘土A，则粘土A带入的粘土矿物为40×88.5%=35.4g，长石为40×5.0%=2.0g，石英为40×6.5=2.6g。 解：根据所给粘土的组成，结合其工艺性能如可塑性、收缩率、 烧后颜色等要求(可通过工艺试验得出),确定原料粘土A取40%。 粘土B的配入量:(55-35.4)÷68.6%=28.6g，随B粘土带入的粘土矿物为28.6×68.6%=19.6g，长石为28.6×12.4=3.6g，石英为28.6÷19.0=5.4g。 长石的配入量：（25-2-3.6)÷92.5=21g，随长石原料带入的长石矿物为21×92.5=19.4g，石英21×7.5%=1.6g 石英的配入量为：20-2.6-5.4-1.6=10.4g 4 种原料的配方为：粘土A 40% 粘土B 28.6% 长石 21% 石英10.4%

  42. ﹡( 四)、由实验式计算配方 已知坯料和原料的实验式，计算坯料的配方。 例6. 已知某坯式，假设用理论组成的原料：钾长石、钠长石、钙长石、滑石、石英配料，试计算配方。 0.2167K2O 0.1519Na2O 0.9904Al2O3 0.0887CaO 0.0096Fe2O3 0.0738MgO 解： 5.3880SiO2

  43. 坯料化学组成 K2O Na2O CaO MgO Al2O3 Fe2O3 SiO2 n 0.2167 0.1519 0.0887 0.0738 0.9904 0.0096 5.3880 引入钾长石0.2167 0.2167 0.2167 1.3002 引入钠长石0.1519 0.1519 0.1519 0.9114 引入钙长石0.0887 0.0887 0.0887 0.1774 引入滑石0.0246 0.0738 0.0984 剩余 0 0 0 0 0.5331 2.9003 引入高岭石0.5331 0.5331 1.0662 引入石英1.8341 1.8341 剩余 0 0

  44. 坯料矿物组成 已知坯式和原料的矿物组成，计算原料配比。 坯料化学组成 已知坯式和原料的化学组成，计算配方。 原料实验式

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